智能电子配线系统在电力系统中的应用

王辉++王磊++胡俊鹏++朱毅++于月平

摘 要

随着通信技术及设备发展变化日新月异，电力通信配线技术却一直停步不前，电力通信配线技术（光配、数配、音配）自上个世纪九十年代至今几乎没有大的变化。几乎仍以传统配线施工方式为主。

【关键词】智能 网络 光纤 配线

1 电力系统通信配线发展需求

行政交换网发展：根据《国家电网公司IMS行政交换网建设指导意见》（信通通信[2015]7号），国家电网公司将统一建设IMS行政交换网，在建设及过渡阶段行政电话业务仍将由现有承载方式（PCM/软交换）承载，在保证现有业务的安全稳定运行的前提下，平稳过渡到IMS行政交换网。

调度交换网发展：根据《十三五通信网规划专业指导意见》（信通通信[2015]31号），调度交换网“按照渐进、共存、互补的原则，试点开展调度交换网分组交换技术，并研究网络演进、承载以及与现网的互联互通策略”。电力调度业务对网络的接通率、安全性等要求更高，那么在新的调度分组交换网的建设、过渡期尤其需要保证调度业务的安全稳定性。

通信配线发展：由上可知，今后PCM设备及程控交换设备也将会逐步退出电力通信主流设备行列，今后网络配线在电力通信中将会大规模应用。同时随着配网自动化的发展，光纤配线的维护工作量也将成倍增长。

国网公司要求：根据公司三届一次职代会暨2016年工作会议精神，在“十三五”规划建设中，刘振亚强调要将创新、协调、绿色的发展理念融入到电力系统开发建设环节之中，以此实现配电网络的升级与优化，推动我国电力系统的现代化进程，全面促进电力企业现代化机制的构建，实现其健康快速发展。相关负责人要深刻认识新形势，以新思路、新举措、新本领引领新常态，进一步增强责任感和主动性推动协同高效发展，大力推进提质增效，立足做大做强做优，不断进行电力企业创新机制改革，提升企业员工改革创新的意识与能力，在企业内部形成致力创新、创造、创业的新风尚，全面提升核心竞争力。到2020年要全面建成“一强三优”现代公司，把公司建成创新引领、管理科学、实力强大的现代企业集团，核心竞争力、价值创造力、品牌影响力达到国际先进水平。

2 智能电子配线系统简介

智能电子配线系统系统由硬件和软件两个部分组成，组成原理如图1所示。系统前端通过在电力系统配电站线路终端设置传感器的方式，将变电站运行过程中的主要信息通过传感器传输到监控单元之中，并以监控单元为媒介，将运行数据与相关信息进行必要的分析，从而使得监控单元能够对区域内变电站的运行情况进行监控。管理中心则可以根据监控单元所提供的IP网络信息，对变电站的运行状况进行图形化展示，通过用户界面完整的展示出来，为相关管理工作的开展提供了便捷。

上述信息管理评估以硬件构成与软件驱动为基础，在实现电力网络信息数据实时采集、汇总与分析的同时，还能够在一定程度上保证系统后台数据库与传感器之间的良性互动，实现数据信息的实时更新，进而降低了系统管理者自身的管理压力与工作内容，简化了系统管理的工作流程。同时以软件平台为媒介，可以实现平台的远距离操控，以此来提升管理的流畅性与高效性。

以智能基础设施为主要框架，不断进行配电系统的规划与建设，将硬件组成、软件平台、信息网络等有机的结合起来，提升配电网络自身运作的便捷性与准确性。在进行智能配电线路规划设计的过程中，要明确区别其与网管网络之间的差异，要深化对智能配电网络功能的认识，既保证其能够在故障发生时，快速准确的反应故障发生的地点，又能够终端链接情况进行及时反馈以及实时监控，从而有效降低了配电线路系统维护与保养工作的成本投入，提升了相关工作效率与质量。

3 智能电子配线系统与传统配线的对比分析

3.1 传统基础设施管理和智能电子配线系统的对比情况

如表1所示。

通过对比智能电子配线系统系统与传统基础设施管理在功能上改进，显示出在基础设施系统中部署该系统，将可有效改进运维管理的效能。

3.2 智能电子配线系统

系统可以做到的主要功能：

检测——标准的光和铜缆跳线——实时跳线归档管理；

实时更新——所有的基础设施记录——实时整体配线设施管理；

自动发现——网络上端到端的连接——集成数据网络；

物理位置定位——跟踪所有具有网络连接的设备——集成数据网络追踪；

告警——所有未授权和非计划的行为——集成数据网络监测；

事件通告——具有先进的处理过程——实时网络处理能力；

自动化——变更和故障管理的流程——内嵌先进的工作流程。

3.3 康普智能电子配线系统

系统的主要特点：

易于管理和维护——提高管理效能；

提供工作流程和电子任务单——对于跳线移动、添加和变更提供流程化管理方式；

符合相关标准——ITIL，ISO17799，BS7799，ISO 27000Security。

4 变电站智能电子配线系统的设计实现

对变电站网络和光纤配线进行规范化管理，自动记录端口的移动、增加、变化，将交换机端口与配线架端口绑定，能绑定链路上的所有设备，而且把物理地址绑定到IP和MAC地址上，当你的IP遭受攻击时，你能及时找到受攻击的电脑的位置；能够及时发现非授权接入，能够发现端口或跳线的意外脱落和断裂. 能够在电子地图上标出信息口位置，当此链路发生故障，端口马上闪烁.实现配线系统远程管理，能够通过软件、配线架指示灯和扫描仪显示屏来指示出端口，可以统计、搜索接入网络的设备，按照种类、厂家、位置、管理部门等，如图2所示。

4.1 设计理念

本设计的核心理念是实现资源管理的准确性、在线监测的实时性、故障定位的精确性。每个网络端口、链接点均增加RFID电子标签，据此进行数据自动识别、采集。由此可帮助客户对大规模光网络进行合理的规划、对海量网络端口进行准确的管理、并根据用户信息实现业务的自动开通、发放。通过在线监测系统，获知光路故障情况，在GIS地理位置信息系统上精确定位光路故障点，运行网络网络的自检流程，为整个网络网络的健康状况实施诊断，实现建设阶段的集中远程验收和使用阶段的提前预警，主动维护。此项目的核心思想是准确管理网络资源，对客户最直接的意义是海量网络端口的信息管理及故障定位，从而做到用户开通业务的100%准确、故障快速定位。由此我们可以实现：100%的信息自动化管理；100%的端口、网络路由信息准确；100%的网络链路可开通、链路质量可保证，如图3所示。

4.2 设计方案

在线监测系统，可以实现网络实时监测和地理信息的精确查找；实现网络自动化查找，精确操作，提高运维效率；在存量系统基础上可以开发出多种增值应用，实现施工，运维全程无纸化，自动化；链路故障实时监测，对业务故障类型进行定性，对光缆故障的位置进行定位；全程信息自动传递，开通更快速。

智能网络配线系统可以有效支撑光网络周期中各阶段的需求，为前期规划、中期建设以及后期维护建立有效的协同工作机制，提高投资预算的合理性，并提供网络发展预测的基础支撑，而且利用智能电子标识系统提高网络管理效率，实现各个业务部门对于网络资源信息的共享与无缝传递，让网络网络建设和维护成为一个动态的良性循环系统，保证网络网络的可持续发展，使运营商轻松应对网络的大规模建设和发展。

智能配线系统的跳线的管理只在两侧配线架内实施。

智能配线系统采用智能型配线架和智能型跳线，每个端口都包含电子信息。

智能型光缆配线架只在传统型光缆配线架端口上增加独立的一帧位则用于智能管理，光缆跳线也同样增加独立的一帧位则用于智能管理因此智能型光缆配线架和传统型光缆配线架也可以互相通用，智能型光缆跳线和传统型光缆跳线也可以互相通用。当智能型跳线插入或拔出智能型配线架的端口时候，端口的电子信息及其连接或断开的信息就可以即时地通过管理设备传达到管理软件，运维人员就也及时知道连接的变化，对其进行报警处理。

操作人员可以通过软件将需要执行的任务（比如跳线等）下达到每个管理设备，继而下达到配线架。施工人员到达现场后，只需要根据LED指示灯的示意操作，就可以保证其准确率，节省大量的工时，如图4、5所示。

5 智能电子配线系统在电力系统应用的技术经济分析

5.1 提升管理效率

相较于电力系统配电传输以及网络建设工作来说，变电站配电线路的管理方式与管理技术更新速度较慢，在很大程度上仍旧依赖人工进行管理。因此这就是变电站配电线路管理工作的自动化、科学化进程较为缓慢，难以真正满足社会经济发展以及电力系统更新的要求。而智能电子配电系统在管理工作的应用，能够降低相关管理工作对人力的依赖，改变传统的管理方式，管理人员通过编写电子工单，对跳线等操作进行自动化处理，从而大大节约了人力资源，有效提升管理工作的准确性。智能电子配电系统在电力系统中的应用，从长远来看有助于我国电力企业管理机制的调整与优化，使其更加适应市场经济条件下的各类经济活动，进而提升自身的竞争优势，推动电力企业的健康快速发展。

5.2 实现主动维护

可以实现全程全网的故障诊断和故障处理；能够快速获知网/光路故障情况，精确定位光路故障点，自动运行光纤网络的自检流程，为整个光纤网络的健康状况实施诊断，实现建设阶段的集中远程验收和使用阶段的提前预警，主动维护。智能型配电线路管理系统以主干链接以及物理链接的方式，实现了对配电线路重要组成部分的实时监控，从而能够有效减少信息网络系统在运行过程中，因外界因素导致的系统故障。并且借助于这一系统，管理人员能够对于网络中存在的问题进行及时发现与高效处理，并且可以将其作为网管软件的变体，对电力网络进行优化，从而进一步提升了电力网络的整体管理水平。

5.3 实现全过程检测

智能电子配线系统的广泛应用使光纤网络的建设、施工、运维更加方便、快捷、高效，提高通信基础设施的利用率和可用率，促进网/光纤到户信息化进程中配线设备的智能化管理与检测。每一次改变的数据都能得到实时响应，及时修正目前的端口连接方式和网络拓扑接口；智能型实时配线管理系统随时可以回溯以往历史事件，并且可以对其恢复重建，使每一次的故障发生和维护节点都可以追根溯源，在不断改进中企业经济效益才可能不断提高效能。

5.4 提高经济效益

此产品可使网/光纤资源利用率提升，将减少建设规模，避免错误的重复建设，使运投资成本大大降低；辅之故障定位GIS系统，将使OPEX人工成本大大降低，平均每人管理配线数提高100%；

当前我国的通信产业正面临原材料、动力、运行费用、人工成本的飞速上涨，而资费价格却在直线下降，基于RFID智能光纤配线系统的运用将从建设成本和运维成本两个方面降低客户成本，如图6所示。

作者简介

王辉（1981-），女，大学本科学历。现为国网山东省电力公司经济技术研究院工程师。研究方向为电力通信。

王磊（1982-），男，大学本科学历。现为国网山东省电力公司信息通信公司工程师。研究方向为电力通信。

胡俊鹏（1974-），男，大学本科学历。现为国网山东省电力公司高级工程师。研究方向为电网设计及技术管。

朱毅（1978-），男，研究生学历。现为国网山东省电力公司经济技术研究院工程师。研究方向为电力系统。

于月平（1970-），男，大学本科学历。现为国网山东省电力公司德州供电公司高级工程师。研究方向为调度自动化。

作者单位

1.国网山东省电力公司经济技术研究院 山东省济南市 250021

2.国网山东省电力公司信息通信公司 山东省济南市 250021

3.国网山东省电力公司 山东省济南市 250000

4.国网山东省电力公司德州供电公司 山东省德州市 253008